Automation of electroweak NLO corrections for physics beyond the Standard Model
Final Report Abstract
Mit der Entdeckung des Higgs-Bosons im Jahre 2012 am Large Hadron Collider (LHC) sind alle fundamentalen Teilchen des Standardmodells der Teilchenphysik experimentell verifiziert. Andererseits hat das LHC bisher keinen direkten Nachweis von Physik jenseits des Standardmodells erbringen können. In dieser Situation ist die genaue Untersuchung von Standard-Prozessen ein Schlüssel für das Austesten der Grenzen des Standardmodells und die Suche nach Neuer Physik. Dazu müssen präzise theoretische Vorhersagen inklusive störungstheoretischer Korrekturen nächstführender Ordnung der starken und elektroschwachen Wechselwirkung nicht nur im Standardmodell, sondern auch in Erweiterungen davon bereitgestellt werden. Damit können Abweichungen vom Standardmodell parametrisiert und experimentell eingeschränkt oder nachgewiesen werden. Der Matrixelementgenerator Recola generiert Matrixelemente in führender und nächstführender Ordnung für beliebige Streuprozesse im Standardmodell und liefert alle Bausteine für die Berechnung von Wirkungsquerschnitten in nächstführender Ordnung. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Verallgemeinerung dieses Matrixelementgenerators auf Modelle jenseits des Standardmodells. Dazu sollte zum einen die Funktionalität von Recola soweit erweitert werden, dass alle benötigten Matrixelemente in allgemeinen Modellen automatisch konstruiert werden können. Weiterhin sollten konkrete Vorhersagen in spezischen erweiterten Theorien gewonnen werden. Im Rahmen dieses Projektes ist es gelungen den Matrixelementgenerator Recola2 für Modelle jenseits des Standardmodells zu entwickeln. Er stellt die volle Funktionalität von Recola für beliebige quantenfeldtheoretische Theorien zur Verfügung. Die Modelle werden über Modelldateien eingelesen, die spezisch für jedes Modell zu erstellen sind. Derzeit existieren solche Modelldateien für Modelle mit erweitertem Higgs-Sektor, d.h. mit zusätzlichen Higgs-Teilchen, und für Modelle mit anomalen, d.h. nicht-standard, Kopplungen zwischen den elektroschwachen Eichbosonen. Das Programmpaket Recola2 wurde benutzt, um Vorhersagen für LHC-Prozesse zu verbessern. Konkret wurden mit Hilfe der verfügbaren Modelldateien Vorhersagen für die Produktion von neutralen Higgs-Bosonen in erweiterten Modellen für verschiedenen Szenarien erarbeitet. Zum anderen wurden Vorhersagen für die Produktion von Vektorboson-Paaren mit Korrekturen nächstführender Ordnung und anomalen Kopplungen gewonnen und die Sensitivität des LHC auf diese anomalen Kopplungen studiert. Der Matrixelementgenerator Recola2 wurde veröffentlicht und steht anderen Arbeitsgruppen zur Benutzung zur Verfügung. Dieses Werkzeug wird die Gewinnung von Präzisionsvorhersagen für Prozesse am LHC und zukünftigen Teilchenkollidern in Modellen jenseits des Standardmodells vereinfachen und damit zur Suche nach Neuer Physik beitragen.
Publications
- NLO electroweak corrections in extended Higgs Sectors with RECOLA2, JHEP 1707 (2017) 087
A. Denner, J. N. Lang and S. Uccirati
(See online at https://doi.org/10.1007/JHEP07(2017)087) - Recola2: a one-loop matrix-element generator for BSM theories and SM effective field theory, PoS RADCOR 2017 (2017) 019
A. Denner, J. N. Lang, S. Uccirati
(See online at https://doi.org/10.22323/1.290.0019) - Anomalous triple-gauge-boson interactions in diboson production, PoS LHCP 2018 (2018) 289
M. Chiesa, A. Denner, J. N. Lang
(See online at https://doi.org/10.22323/1.321.0289) - Anomalous triple-gauge-boson interactions in vector-boson pair production with RECOLA2, Eur. Phys. J. C 78 (2018) 467
M. Chiesa, A. Denner, J. N. Lang
(See online at https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-018-5949-z) - Effects of anomalous triple-gauge-boson interactions in diboson production with RECOLA2, PoS LL 2018 (2018) 012
M. Chiesa, A. Denner, J. N. Lang
(See online at https://doi.org/10.22323/1.303.0012) - REcursive Computation of One-Loop Amplitudes 2, Comput. Phys. Commun. 224 (2018) 346
A. Denner, J. N. Lang, S. Uccirati, Recola2
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cpc.2017.11.013) - Renormalization of mixing angles, JHEP 1811 (2018) 104
A. Denner, S. Dittmaier, J. N. Lang
(See online at https://doi.org/10.1007/JHEP11(2018)104)
